JPS6097315A - Display device - Google Patents

Display device

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JPS6097315A
JPS6097315A JP58206539A JP20653983A JPS6097315A JP S6097315 A JPS6097315 A JP S6097315A JP 58206539 A JP58206539 A JP 58206539A JP 20653983 A JP20653983 A JP 20653983A JP S6097315 A JPS6097315 A JP S6097315A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
polarization
angle
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP58206539A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumio Ueda
文夫 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for an analyzer and to obtain a bright display image by the constitution in which the ray past a polarization control element is made incident on a light transmittable mirror by controlling the voltage to be impressed at an incident angle of about the angle of polarization and the reflected light thereof is conducted to an eye range. CONSTITUTION:The ray from a light source 1 passes through a polarizer 2 by which the ray is polarized to linearly polarized light oscillating in an X-axis direction. The polarized light passes through a liquid crystal cell 3 and is made incident on a light transmittable mirror 6 at an incident angle theta of about angle theta0 of polarization. The reflected light thereof is conducted to an eye range 7, i.e., the eye's position by which a display image 8 is obtd. The polarizing component oscillating in the X-axis direction, i.e., the S component performs switching or modulation of the transmitted light at the mirror 6 by the control of the voltage to be impressed to the cell 3 as the incident angle to the face of the mirror 6 is installed at the angle theta0. The bright display is obtd. when the cell 3 is on.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野」 この発明は表示装置、とくに液晶表示素子等の偏光制御
素子と透光性ミラーを組み合わせてなるヘッドアップ表
示装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a display device, and particularly to a head-up display device comprising a combination of a polarization control element such as a liquid crystal display element and a light-transmitting mirror.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、この種の装置として第1図に示すものがあった。 Conventionally, there has been a device of this type as shown in FIG.

第1図は従来の液晶表示装置を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a conventional liquid crystal display device.

図において、(1)は光源、(2)は偏光子、(3)は
通過する光線の偏光状態が印加される電圧値により変化
する偏光制御素子で、この場合液晶表示素子が用いられ
ておシ、一対の透明板(3a) (3e)とこれら透9
−1板(3a) (3e)の間にねじれ配向させて配設
したネマティック液晶薄膜(3c)と前記透明板(3a
) (3e)の内面にそれぞれ配設された透明導電電極
(3b) (3a)を包合する液晶セルよシなる。(4
) Vi検光子、(5)I″i液晶セル(3)に印加す
る電圧値を制御する制御回路で前記透明導電電極(3b
) (3a)に接続されている。
In the figure, (1) is a light source, (2) is a polarizer, and (3) is a polarization control element that changes the polarization state of passing light depending on the applied voltage value. In this case, a liquid crystal display element is used. A pair of transparent plates (3a) (3e) and these transparent plates 9
-1 plate (3a) (3e) and the nematic liquid crystal thin film (3c) arranged in a twisted orientation between the transparent plate (3a)
) It consists of a liquid crystal cell enclosing transparent conductive electrodes (3b) and (3a) respectively disposed on the inner surface of (3e). (4
) Vi analyzer, (5) I″i with a control circuit that controls the voltage value applied to the liquid crystal cell (3).
) (3a).

液晶表示装置としてはこのような透過型のものの他に、
光源(1)の箇所に反射板を置き、検光子(4)側から
外光あるいは光源光などの照明光をあてる構成とした反
射型のもの、あるいは反射板を透光性のあるものとした
透過・反射折衷−のものが提案されている。
In addition to such transmissive type liquid crystal display devices, there are
A reflective type in which a reflector is placed at the light source (1) and illumination light such as external light or source light is applied from the analyzer (4) side, or the reflector is translucent. A compromise between transmission and reflection has been proposed.

さて透過型のもの、あるいは透過・反射岳衷型のものに
おける背面からの照明光利用(透過)モードにおいては
、光源(1)を出た光線は、直接に、あるいは透光性の
反射板を通過してから、偏光子(2)を通過して、直線
偏光となる。次に、液晶セル(:()を通過して、ネマ
ティック液晶薄膜(3c)に加えられた電圧の大きさに
応じて、上記直線偏光の偏光状態が変わる。次に光線は
その偏光状態に応じて、検光子(4)で許される偏光成
分のみが通過する。
Now, in the mode of using illumination light from the back (transmission) of a transmission type or a combination of transmission and reflection type, the light rays emitted from the light source (1) are transmitted either directly or through a translucent reflector. After passing through, it passes through a polarizer (2) and becomes linearly polarized light. Next, the polarization state of the linearly polarized light changes depending on the magnitude of the voltage applied to the nematic liquid crystal thin film (3c) after passing through the liquid crystal cell (:().Next, the light beam changes depending on its polarization state. Therefore, only the polarized light components allowed by the analyzer (4) pass through.

反射型のものあるいけ透過・反射折衷型のものにおける
外光利用(反射)モードにおいては、検光子(4)側か
ら外光などの照明光が入射し、検光子(4)を通過して
光線は直線偏光となる。次に液晶セル(3)を通過して
、ネマティック液晶薄膜(3c)に加えられた電圧の大
きさに応じて上記直線偏光の偏光状態が変わる。次に偏
光子(2)によって光線は、その偏光状態に応じて、そ
の偏光子(2)でr[される偏光成分のみが通過する。
In the external light utilization (reflection) mode of a reflective type or a hybrid transmission/reflection type, illumination light such as external light enters from the analyzer (4) side and passes through the analyzer (4). The light beam becomes linearly polarized. Next, the linearly polarized light passes through a liquid crystal cell (3), and the polarization state of the linearly polarized light changes depending on the magnitude of the voltage applied to the nematic liquid crystal thin film (3c). Next, the light beam passes through a polarizer (2), and only the polarized component that is r

次に、偏光子(2)に並置した反射板あるいは透光性反
射板によって反射される。次に光線は再たび偏光子(2
)を通り、液晶セル(3)を通り、検光子(4)を通過
する。他の適当な電圧がネマティック液晶薄膜(3c)
 K加えられている場合は異った量の光線が通過する。
Next, the light is reflected by a reflective plate or a translucent reflective plate placed in parallel with the polarizer (2). Then the light beam is again polarized (2
), the liquid crystal cell (3), and the analyzer (4). Other suitable voltages are nematic liquid crystal thin film (3c)
If K is added, different amounts of rays will pass through.

透過・反射折衷型のものにおいては言うまでもなく透過
型での働きと反射型での働きの両者が一諸に作用する。
Needless to say, in a transmissive/reflective hybrid type, both the transmissive type and the reflective type work together.

このよりなifJ過型、反射型あるいは折衷型の液晶表
示素子を用い、液晶表示素子からの出射光を透光性ミラ
ーで斜めに反射させ、表示パターンを透光性ミラー越し
の景色に重ねてのえるようにした表示装置、即ち液晶ヘ
ッドアンプ・表示装置が提案されていた。
Using this type of translucent, reflective, or hybrid type liquid crystal display element, the light emitted from the liquid crystal display element is reflected obliquely by a translucent mirror, and the display pattern is superimposed on the scenery through the translucent mirror. A display device that can be mounted on a display device, that is, a liquid crystal head amplifier/display device, has been proposed.

ところが、照明光が比較+iJに多くの光減衰層(Di
d光子(2)、検光子(4)、透過性ミラー等)を通過
せねばならないため、透過型あるいは透過モー ドの場
合、fr望のF月るさを得るのに光源のりするさを相当
に大きくする必要があった。光妃をりjるくするKは、
投入電力を増大する必要があり、省エネルギーの観点か
ら問題であった。また、投入電力を増すと、光源の発熱
が増大し、系の1の作範囲玉のマージンが減るという問
題があった。反射型あるいは反射モードの場合も同じ理
由で外光が満ちて°いたため、実用されるには至ってい
なかった。
However, the illumination light has more light attenuation layers (Di
d photons (2), analyzers (4), transmissive mirrors, etc.), so in the case of transmission type or transmission mode, the light source must be relatively stiff to obtain the desired brightness. It was necessary to make it bigger. K, who loves Kohi,
It was necessary to increase the input power, which was a problem from the perspective of energy conservation. Furthermore, when the input power is increased, the heat generated by the light source increases, and there is a problem in that the margin of the first working area of the system decreases. For the same reason, the reflection type or reflection mode was flooded with external light, so it was not put into practical use.

〔発明の概賜〕[Summary of the invention]

この発IJ1.Jは、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、通過する光線の偏光状
態が印加される電圧値により変化する偏光制御素子、こ
の偏光制御素子に印加する電圧を制御する制御回路、及
び偏光制御素子を通過した光線を偏光角程度の入射角で
入射させると鎚庇、その反射光をアイレンジに至らしめ
る透光性ミラーにした表示装置を提供することを目的と
している。
This IJ1. J was created to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and includes a polarization control element in which the polarization state of the passing light ray changes depending on the applied voltage value, and a voltage applied to this polarization control element is controlled. The object of the present invention is to provide a control circuit for controlling polarization, and a display device in which a light beam passing through a polarization control element is made into an eave and a translucent mirror that directs the reflected light to an eye range when the light beam is incident at an incident angle approximately equal to the polarization angle. There is.

〔発りjの実施例〕[Example of departure j]

以下、この発!114の一実施例を図について説明する
。第2図はこの発明の一実施例による透過型ヘッドアッ
プ液晶表示装置を示す構成図である。図において(2)
はR11)光子で、光源(1)からの光線を図に示すよ
うにX方向の直線偏光にする。(6) I/i透光性ミ
ラーで、偏光制御素子(この場合液晶表示素子即ち液晶
セル)(3)および透光性ミラー(6)は、光源(1)
を出た光線の一部が偏光子(2)と並置した液晶セル(
3)を通過して透光性ミラー(6)に偏光角θO程度の
入射角θで入射すると共に、その反射光がアイレンジ(
7)、即ち目の位置に至るように配設されている。(8
)は表示像である。透光性ミラー(6)は、透明基板例
えばガラス板の表面に適当な屈折率の物質を適当な厚さ
で適当な層数だけコートして任意の反射特性を得たもの
であり、ここではガラス板にアルミニウムを薄く蒸着し
て偏光角θO・反射率Rを得ている。第3図は、この発
り]の一実施例に係る透光性ミラーの偏光に対する反射
率の入射角依存性を示す曲線図である。図中、RpFi
入射面に平行に電界が振動する偏光(P成分と称す)に
対する反射率、Rsは同じく垂直のもの(S成分と称す
)である。θ0は偏光角で1.Rpが0となる入射角、
即ち、透光性ミラー(6)の表面からの反射光が完全な
直線偏光となるような入射角である。
Below is this message! One embodiment of 114 will be described with reference to the figures. FIG. 2 is a configuration diagram showing a transmission type head-up liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. In the figure (2)
is a R11) photon that converts the light beam from the light source (1) into linearly polarized light in the X direction as shown in the figure. (6) In the I/i translucent mirror, the polarization control element (in this case, a liquid crystal display element or liquid crystal cell) (3) and the translucent mirror (6) are connected to the light source (1).
A part of the light beam emitted from the liquid crystal cell (
3) and enters the translucent mirror (6) at an incident angle θ with a polarization angle of approximately θO, and the reflected light enters the eye range (
7), that is, it is arranged so as to reach the eye position. (8
) is the displayed image. The translucent mirror (6) is obtained by coating the surface of a transparent substrate, such as a glass plate, with a material having an appropriate refractive index, an appropriate thickness, and an appropriate number of layers to obtain arbitrary reflection characteristics. The polarization angle θO and reflectance R are obtained by thinly depositing aluminum on a glass plate. FIG. 3 is a curve diagram showing the incidence angle dependence of the reflectance of a translucent mirror with respect to polarized light according to an example of this invention. In the figure, RpFi
The reflectance Rs for polarized light whose electric field oscillates parallel to the plane of incidence (referred to as the P component) is also perpendicular (referred to as the S component). θ0 is the polarization angle of 1. The angle of incidence at which Rp is 0,
That is, the angle of incidence is such that the light reflected from the surface of the translucent mirror (6) becomes completely linearly polarized light.

このような構成のものでは、光源(1)を出た光線は、
偏光子(2)を通過してX軸方向に振動する直線偏光と
なる。次に液晶セル(3)を通過して、液晶薄膜(3c
)に加えられた電圧いわば液晶セル(3)へ、の印加電
圧の大きさに応じて偏光状悪が変わる。
With such a configuration, the light ray leaving the light source (1) is
The light passes through the polarizer (2) and becomes linearly polarized light that vibrates in the X-axis direction. Next, it passes through the liquid crystal cell (3) and the liquid crystal thin film (3c
) The polarization state changes depending on the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal cell (3), so to speak.

例えば、液晶セル(3)がねじれ配向(TN)型のもの
の場合、闇値を越える電圧を印加したとき、X軸方向に
振動する直線偏光になり、電圧を印加しないとき、Y軸
方向に振動する直線偏光になる。
For example, if the liquid crystal cell (3) is of the twisted orientation (TN) type, when a voltage exceeding the dark value is applied, it becomes linearly polarized light that vibrates in the X-axis direction, and when no voltage is applied, it vibrates in the Y-axis direction. It becomes linearly polarized light.

つまり、電圧によって透光性ミラー(6)へ入射する1
1+i!光のS成分とP成分が相互に切換えられる。あ
るいけ、印加電圧の程度によっては、両成分の割合が切
換えられる。ここでは、このようなTN型液晶セルを用
いる場合について例示する。
In other words, 1 is incident on the transparent mirror (6) due to the voltage.
1+i! The S and P components of the light are switched between each other. In other words, the ratio of both components can be changed depending on the degree of applied voltage. Here, a case where such a TN type liquid crystal cell is used will be exemplified.

さて、透光性ミラー(6)ではX軸方向に振動する偏光
成分つまりS成分は、透光性ミラー(6)1f11への
入射角θが偏光角θO程度に設置されているため、比較
的に大きな反射率Reで反射されY軸方向に振動する偏
光成分のP成分は、比較的十分小さな反射率Rpで反射
され、アイレンジ(7)に至る。
Now, in the translucent mirror (6), the polarized light component vibrating in the X-axis direction, that is, the S component, is relatively The P component of the polarized light component that is reflected with a large reflectance Re and vibrates in the Y-axis direction is reflected with a relatively sufficiently small reflectance Rp, and reaches the eye range (7).

ここで、微少な反射や吸収を無視し、光源(1)の明る
さをBl、偏光子(2)の自然光に対する透過率をTp
、液晶セル(3)の透過率をTlcとすると、この上う
な表示の明るさBtは、液晶tル(3)へ電圧を加えた
とき、つまりONのとき、 Bt=RsXT:LcXTpXB1 無電圧を加えたとき、つまりOFFのとき、Bt=Rp
XTlcXTpXB1 であることになる。
Here, ignoring minute reflections and absorption, the brightness of the light source (1) is Bl, and the transmittance of the polarizer (2) to natural light is Tp.
, if the transmittance of the liquid crystal cell (3) is Tlc, then the brightness Bt of the display is as follows: When voltage is applied to the liquid crystal cell (3), that is, when it is ON, Bt=RsXT:LcXTpXB1 With no voltage When added, that is, when it is OFF, Bt=Rp
XTlcXTpXB1.

ここで、第3図を参照すれば明らかなように、R8ン〉
Rpであるから、結局、この実施例のものによれば、液
晶セル(3)へ加える電圧の制御によって透過光のスイ
ッチングないしは変調を達成できることになる。そこで
、透りJ導電電tfi(3b) 、(3a)の内の少な
くとも一方を複数flA域に分割し、形成される各表示
単位毎に個別の電圧全印加すれば、各表示単位毎に光が
スイッチングされるので、明るい部分と暗い部分の任意
の組合わせで成る表示パターが形成されることとなる。
Here, as is clear from FIG. 3, R8>
Therefore, according to this embodiment, switching or modulation of transmitted light can be achieved by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell (3). Therefore, if at least one of the transparent J conductive conductors tfi (3b) and (3a) is divided into multiple flA regions and a full voltage is applied to each display unit formed, the light will be emitted for each display unit. is switched, so that a display pattern consisting of an arbitrary combination of bright and dark parts is formed.

ここで従来の透過型のものの表示のIJ、JるさBtj
を同様にして表現してみれば、このものは検光子を余分
に有するために、検光子(4)の偏光透過軸方向が偏光
子(2)の偏光透過軸方向と平行な場合偏光透過軸方向
およびこれと直交する方向に振動するaiil光に対す
る検光子の透過率を、それぞれTap 1Tacとして
、上述の式BtlCTapあるいはTacを乗じたもの
になるから、 液晶セル(3)がONのとき、 Bt’j=RaX:1’apXT1cXTpXB1ある
いけOFFのとき、 Bt j=RpXTaaXTlcXTpxBlとなる。
Here, the conventional transparent type display IJ, JrusaBtj
Similarly, since this device has an extra analyzer, if the polarized light transmission axis direction of the analyzer (4) is parallel to the polarized light transmission axis direction of the polarizer (2), the polarized light transmission axis The transmittance of the analyzer for AIIL light vibrating in the direction and in the direction perpendicular to this is multiplied by the above formula BtlCTap or Tac, respectively, so when the liquid crystal cell (3) is ON, Bt 'j=RaX:1' When apXT1cXTpXB1 is OFF, Bt j=RpXTaaXTlcXTpxBl.

これらのことは、実験により容易に確かめることができ
た。
These things could be easily confirmed through experiments.

つまり、この発明の上記実施例のものは従来の透過型の
ものに比べて、液晶セル(3)がONのとき、1 / 
Tap倍の明るい表示を達成できるものであることが1
1らかとなった。
In other words, in the above embodiment of the present invention, when the liquid crystal cell (3) is turned on, 1 /
It is important to be able to achieve a display that is twice as bright as Tap.
It became 1 rak.

第4図は、この発すJの他の実施例による反射型ヘッド
アップ液晶表示装置を示す構成図である。図において、
(9)はアルミニウム等よりなる反射板である。この場
合、外光の明るさをBeとすると外光Beは、液晶セル
(3)を通過し、偏光子(2)を通過して直線偏光とな
り、反射板(9)で反射され、再たび、偏光子(2)を
、今度は直線偏光の状態で入射して通過し、再たび液晶
セル(3)を通過し、後は上記実施例の場合と同様にし
て、透光性ミラー(6)で反射されアイレンジ(7)に
至る。そこで、反射4fi(9)の反射率をRr、偏光
透過軸方向にそって振動する偏光に対する偏光子(2)
の透過率をTppとすると、このような表示の明るさB
rVi、ONのときBr=RsXT ppXRrXTp
XTlc2XBeOFFのとき、 Br=RpXTppXRrXTpXT1c XBeとな
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a reflective head-up liquid crystal display device according to another embodiment of this J. In the figure,
(9) is a reflecting plate made of aluminum or the like. In this case, if the brightness of the external light is Be, the external light Be passes through the liquid crystal cell (3), passes through the polarizer (2), becomes linearly polarized light, is reflected by the reflector (9), and is reflected again. , the polarizer (2) enters and passes through the linearly polarized light, passes through the liquid crystal cell (3) again, and then passes through the transparent mirror (6) in the same manner as in the above embodiment. ) and reaches the eye range (7). Therefore, the reflectance of the reflection 4fi (9) is Rr, and the polarizer (2) for polarized light vibrating along the polarized light transmission axis direction.
If the transmittance of is Tpp, then the brightness of such a display is B
When rVi is ON, Br=RsXT ppXRrXTp
When XTlc2XBeOFF, Br=RpXTppXRrXTpXT1cXBe.

従来の反射型のものの表示の明るさBrjを、上述と同
様にして表現してみれば、このものが検光子(4)を余
分に有するので、検光子の自然光に対する透過率をTa
、偏光子(2)の偏光透過軸方向と直交する方向に振動
する偏光に対する透過率を、Tpcとして、上記の反射
型のもののEi14るさBrの式にTaと、Tapある
いはTacを乗じたものとなる。従って、 ONのとき、 Brj=RsXTapXRrXTpp2XT1c2XT
aXBeOF E’のとき、 Br j=11pXTacXTppXRrXTpcXT
1c2XTaXBeとなる。
Expressing the display brightness Brj of a conventional reflective type in the same way as above, since this type has an extra analyzer (4), the transmittance of the analyzer for natural light is expressed as Ta.
, where Tpc is the transmittance of the polarizer (2) for polarized light vibrating in a direction perpendicular to the direction of the polarized light transmission axis, and the equation for Ei14 of the reflective type described above is multiplied by Ta and Tap or Tac. becomes. Therefore, when ON, Brj=RsXTapXRrXTpp2XT1c2XT
When aXBeOF E', Br j=11pXTacXTppXRrXTpcXT
1c2XTaXBe.

これらのこ七け、実験にょシ容易に確かめることができ
た。
These seven facts were easily confirmed by experiment.

つまり、この発明のものは従来の反射型のものに比べて
、液晶セル(3)が0ルのとき、1 / (TaXTa
p)倍のりJるい表示を実現できるものであることが明
らかとなった。
In other words, compared to the conventional reflective type, when the liquid crystal cell (3) is 0, the device of this invention has a
p) It has become clear that it is possible to realize twice the brightness of the display.

第5図はこの発明の他の蚕施例による透過、反射折衷型
ヘッドアップ液晶表示装置を示す構成図である。(10
)は、光源(1)と偏光子(2)の間に設置した透光性
反射板である。この透光性反射板(1o)は、例えば表
面が光の波長程度の尺度では凹凸があって、光か反射さ
れる場合、光は拡散されるが偏光状態はできるだけ維持
されるようなものとされる。さらに、光吸収ができるだ
け少なく、光が反射するか透過するかのどちらかとなる
ようなものとされる。このようなものは、例えば表面に
凹凸がある透明ガラス基板にこれのより大きい屈折率の
物質、例えば硫化亜鉛を光の波長程度の厚みだけ蒸着し
たものとされる。あるいけ、偏光子と重ねられて一体と
なった、例えば市販品(日東電工(株)製)のNPF−
Q−42のようなものとされる。
FIG. 5 is a block diagram showing a transmissive/reflective head-up liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. (10
) is a translucent reflecting plate installed between the light source (1) and the polarizer (2). This translucent reflector (1o) has a surface that is uneven on the scale of the wavelength of light, so that when light is reflected, the light is diffused but the polarization state is maintained as much as possible. be done. Furthermore, it should have as little light absorption as possible, and either reflect or transmit light. For example, such a substrate is made by depositing a material having a higher refractive index, such as zinc sulfide, on a transparent glass substrate with an uneven surface to a thickness comparable to the wavelength of light. For example, a commercial product (manufactured by Nitto Denko Corporation) NPF-
It is said to be something like Q-42.

このような装置において、光源(1)を出発した光線は
、透光性反射板(1o)を通過した後、上記透過型のも
のと同様にして、アイレンジ(7)に至る。表示の明る
さの中、光源(1)の寄与分Bdtは、上記透過型の実
施例で得られる表示の明るさBtに透光性反射板(lO
)が加わっているために起こる光反射損失および吸収損
失に基ずく透過率Trを乗じたもの七なるから、 液晶セル(3)がONのとき、 Edt=RsXT1cXTpXTtrXE1あるいはO
FFのとき、 Bdt=RpXT1cXTpX’ftrXB1となる。
In such an apparatus, a light beam originating from a light source (1) passes through a translucent reflector (1o) and then reaches an eye range (7) in the same manner as in the above-mentioned transmissive type. The contribution of the light source (1) Bdt to the display brightness is the difference between the display brightness Bt obtained in the above-mentioned transmissive embodiment and the translucent reflector (lO
) is multiplied by the transmittance Tr based on the optical reflection loss and absorption loss caused by the addition of
When FF, Bdt=RpXT1cXTpX'ftrXB1.

一方、外光は、液晶セル(3)を1m居し、偏光子(2
)を通過して直線偏光となり、透光性反射板(lO)で
反射され、再たび、偏光子(2)を、今度は直#、偏光
の状態で入射して通過し、再たび液晶セル(3)を通過
し、透光性ミラー(6)で反射され、アイレンジ(7)
に至る。そこで、透光性反射板(10)の反射率をRt
rとし、外光諒のLIIMさをBe、:すると、外光に
よる寄手分Bdrは、 液晶セル(3)がONのさき、 Bdr=RsXTlc XTppXRtrXTpXBe
あるいl−1oFF’のとき、 Bcir=RpXT1c XTppXRtrXTpXB
eとなる。
On the other hand, external light is transmitted through a liquid crystal cell (3) for 1 m and a polarizer (2
), it becomes linearly polarized light, is reflected by the translucent reflector (lO), and passes through the polarizer (2) again, this time in a directly polarized state, and again enters the liquid crystal cell. (3), is reflected by the translucent mirror (6), and is reflected by the eye range (7).
leading to. Therefore, the reflectance of the translucent reflector (10) is set to Rt
r, and the LIIM intensity of outside light is Be: Then, the amount of interference caused by outside light Bdr is: Before the liquid crystal cell (3) is ON, Bdr=RsXTlc XTppXRtrXTpXBe
Or when l-1oFF', Bcir=RpXT1c XTppXRtrXTpXB
It becomes e.

さて、透過・反射折衷型のものであるこの実施例のもの
の明るさBdは、光源(1)による寄与分Bdtと外光
Beによる寄与分Bdrの相であるから、液晶セル(3
)が、ONのとき、 Bd=ReXT1cXTpX(T’trXB1+Tpp
XRtrXBe )OFFのとき、 Bd:zRpXTlcXTpX(TtrXB1+Tpp
XRtrXTJ−cXf3e )となる。
Now, the brightness Bd of this embodiment, which is a hybrid transmission/reflection type, is the phase of the contribution Bdt from the light source (1) and the contribution Bdr from the external light Be, so the brightness Bd of the liquid crystal cell (3
) is ON, Bd=ReXT1cXTpX(T'trXB1+Tpp
When XRtrXBe ) OFF, Bd:zRpXTlcXTpX(TtrXB1+Tpp
XRtrXTJ-cXf3e).

従来の透過・反射折衷型のものの表示の明るさBdJ 
Ifi、上述のものと同様にして表現してみれば、液晶
セルがONのさき、 Bdj=RsXTapX’l’1cX(TpXTtrX
B1+Tpp XRtr!’l’1cXTaXBe ) OFFのとき、 Bdj=RpXTacXT1cX(Tp(TtrXBl
+TppXRtrXTpcXT1.cXTaXBe ) となる。
Display brightness BdJ of conventional transmissive/reflective hybrid type
If I fi is expressed in the same way as above, before the liquid crystal cell is turned on, Bdj=RsXTapX'l'1cX(TpXTtrX
B1+Tpp XRtr! 'l'1cXTaXBe ) When OFF, Bdj=RpXTacXT1cX(Tp(TtrXBl
+TppXRtrXTpcXT1. cXTaXBe).

これらのことは実験により確認することができた。つま
り、この透過・反射折衷型のものの液晶セルがONのさ
きの表示のり]るさは、従来の透過反射折衷型のものに
比べて、外光がないさき、1 / ’I’ap倍、外光
の明るさBeが光源(1)の明るさ431に比べて十分
大きいとき、Tp/(TapxTppxTa )倍、明
るいものであることがり]らかとなった。
These things could be confirmed through experiments. In other words, when the liquid crystal cell of this transmissive/reflective hybrid type is turned on, the display brightness is 1/'I'ap times as much as when there is no external light, compared to the conventional transmissive/reflective hybrid type. When the brightness Be of the external light is sufficiently larger than the brightness 431 of the light source (1), it becomes brighter by a factor of Tp/(TapxTppxTa).

通常、我達が入手できる偏光板は、自然光に対する透過
率が30〜40・ル、偏光軸方向に振動する偏光に対す
る透過率が70〜80−程度であるから、結局この発明
によって、40チから8u程度の明るさの向上を達1戊
できることがりJらかとなった。
Normally, the polarizing plates available to us have a transmittance of 30 to 40 degrees for natural light, and a transmittance of 70 to 80 degrees for polarized light vibrating in the direction of the polarization axis. It has become clear that it is possible to achieve an improvement in brightness of about 8u.

なお、上記各実施例では、TN型の液晶セルを用いる場
合について述べたが、液晶セル中のネマティック液晶に
二色性色素が混入されてあり電界の印加により液晶が回
転し合せて色素も回転して液晶層を通過する光線の特定
の偏光成分の吸収量がyるような、ある種のゲスト−ホ
ス) (()H)型液晶セルを用いても、上記実施例と
同様の効果を奏する。
In each of the above embodiments, the case where a TN type liquid crystal cell is used is described, but a dichroic dye is mixed into the nematic liquid crystal in the liquid crystal cell, and when an electric field is applied, the liquid crystal rotates and the dye also rotates. Even if a ()H) type liquid crystal cell is used, the same effect as in the above embodiment can be obtained. play.

このものの場合、偏光板を透光性ミラーで置換して偏光
板を全たく用いないようなものも実現することができる
。また電界制御複屈折型液晶セルを用いてもよい。さら
に、偏光あるいは吸収の制御が川船なものであれば、液
晶セル以外のものを用いでもよい。
In this case, it is also possible to replace the polarizing plate with a light-transmitting mirror, thereby eliminating the need for a polarizing plate at all. Alternatively, an electric field controlled birefringence type liquid crystal cell may be used. Furthermore, as long as the polarization or absorption can be controlled on a riverboat basis, a cell other than a liquid crystal cell may be used.

また、いずれの実施例においても、最も単純な構成のも
のを示したが、例えば偏光子(2)を特定の波長域での
み偏光特性を示すようないわゆるカラー偏光板に換える
ことあるいは単なるカラーフィルターを重ねることなど
により、カラー表示を達成することもできる。
In addition, in each of the examples, the simplest configuration is shown, but for example, it is possible to replace the polarizer (2) with a so-called color polarizing plate that exhibits polarization characteristics only in a specific wavelength range, or to simply use a color filter. Color display can also be achieved by overlapping.

そして、透光性ミラー(6) &″i、上記実施例で用
いたものに限定されることなく、プラスティック板、プ
ラスティックフィルム、ガラス板などの素材あるいはこ
のような累月の複合体あるいはこのようなものに金、属
薄膜または金属酸化物などの@電体を設けたものなど、
透光性があってかつ偏光選択反射性がある素材あるいは
構成のものであれば、任意のものとすることができる。
Translucent mirror (6) &''i, without being limited to those used in the above embodiments, a material such as a plastic plate, a plastic film, a glass plate, or a complex of such a Items with electric bodies such as metal, metal thin films, or metal oxides, etc.
Any material or structure can be used as long as it is transparent and selectively reflects polarized light.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のべたように、この発明によれば、通過する光線の
偏光状態が印加される電圧値により変化する偏光制御素
子、この偏光制御素子に印加する電圧値を制御する制御
回路、及び上記偏光制御素子を通過した光線を偏光角程
度の入射角で入射させると共に、その反射光をアイレン
ジに至らしめる透光性ミラーで表示装置を構成したので
、検光子が不要となるように構成でき、部品点数が減り
、装置が安価に出来る、装置の信頼性が向上するといっ
た効果が得られる。
As described above, according to the present invention, there is provided a polarization control element in which the polarization state of a passing light beam changes depending on the applied voltage value, a control circuit that controls the voltage value applied to the polarization control element, and the polarization control element as described above. The display device is constructed with a translucent mirror that allows the light that has passed through the element to enter at an incident angle approximately equal to the polarization angle, and directs the reflected light to the eye range, so it can be configured so that an analyzer is not required, and parts The number of points is reduced, the device can be made cheaper, and the reliability of the device is improved.

その」ム検光子による光の吸収がなくなるため、何より
も表示の明るさが大きく向上する効果かある。
This eliminates the absorption of light by the optical analyzer, which has the effect of greatly improving the brightness of the display.

要するに、この発明の最大のポイントは、ある41+の
透光性ミラーが偏光選択反射性を有することに着目して
、従来の液晶表示素子などのような偏光を用いる偏光制
御素子の検光子をヘッドアップ表示装置の構成要素であ
る透光性ミラーの偏光選択反射性で置換えた点にあり、
表示光の透光性ミラーへの入射角を偏光角程度に設定す
ること罠より高品質の表示を得ることができる。
In short, the main point of this invention is to focus on the fact that a certain 41+ translucent mirror has polarization-selective reflectivity, and to use it as an analyzer for a polarization control element that uses polarization, such as in a conventional liquid crystal display element, using a head. The point is that the translucent mirror, which is a component of the close-up display device, is replaced with polarized light selective reflection.
A higher quality display can be obtained by setting the angle of incidence of the display light on the translucent mirror to about the polarization angle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の液晶表示装置を示す構成図、第2図はこ
の発明の一実施例による透過型ヘッドアップ液晶表示装
置を示す構成図、第3図はこの発明の一実施例に係る透
光性ミラーの偏光忙対する反射率の入射角依存性を示す
曲線図、第4図はこの発明の他の実施例による反射型ヘ
ッドアップ液晶表示装置を示す構成図、第5図はこの発
明の他の実施例による透過・反射折衷型ヘッドアップ液
晶表示装置を示す構成図である。 (3)・・・偏光制御素子、(5)・・・制御回路、(
6)・・・透光性ミラー、(7)・・・アイレンジ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代 理 人 大 岩 増 却。 手 続 補 正 書(自発ン f、I; a′+°j1長宮殿 ] 、 IG flの表示 f−1′願昭58−206
589号2、発明の名称 表示装置 3、補正をするH 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、 補正の内容 (1)明細書第18頁第18行の1−1−1”pp×R
trxBe Jをl−+′r、、 XRt rXTec
 XBe Jに訂正する。 以上
Fig. 1 is a block diagram showing a conventional liquid crystal display device, Fig. 2 is a block diagram showing a transmissive head-up liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing a transmissive head-up liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. A curve diagram showing the dependence of the reflectance on the polarization ratio of the optical mirror on the incident angle. FIG. 4 is a configuration diagram showing a reflective head-up liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a transmissive/reflective hybrid head-up liquid crystal display device according to another embodiment. (3)...Polarization control element, (5)...Control circuit, (
6) Translucent mirror, (7) Eye range In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent: Masaru Oiwa. Procedural amendment (spontaneous f, I; a'+°j1 long palace), IG fl display f-1' petition 1977-206
No. 589 No. 2, Invention title display device 3, H to make the amendment Representative Hitoshi Katayama Part 5, Detailed explanation of the invention column 6 of the specification subject to amendment, Contents of the amendment (1) Specification, page 18 18 rows of 1-1-1”pp×R
trxBe J l−+′r,, XRt rXTec
Correct to XBe J. that's all

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)通過する光線の偏光状態が印加される電圧値によ
り変化する偏光制御素子、この偏光制御素子に印加する
電圧値を制御する制御回路、及び上記偏光制御素子を通
過した光線を偏光角程度の入射角で入射させると共にそ
の反射光をアイレンジに至らしめる透光性ミラーを備え
た表示装置。
(1) A polarization control element that changes the polarization state of the light beam passing through it depending on the applied voltage value, a control circuit that controls the voltage value applied to this polarization control element, and a polarization control element that changes the polarization state of the light beam that passes through the polarization control element according to the polarization angle. A display device equipped with a translucent mirror that allows light to enter at an angle of incidence of , and directs the reflected light to an eye range.
(2)偏光制御素子が液晶表示素子であることを特徴と
する特rF−請求の範囲第1項記載の表示装置。
(2) The display device according to claim 1, wherein the polarization control element is a liquid crystal display element.
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US4796978A (en) * 1986-07-08 1989-01-10 Seikosha Co., Ltd. Projection type liquid crystal displaying device
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